用于保偏光纖性能檢測(cè)的光學(xué)相干檢測(cè)方法研究.pdf

1、光學(xué)低相干偏振檢測(cè)技術(shù)(OCDP)對(duì)于光纖陀螺有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，光纖陀螺在航空，航天，航海和兵器等軍用領(lǐng)域和地質(zhì)，石油勘探等民用領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景，所以對(duì)于光纖陀螺器件性能的評(píng)價(jià)對(duì)于光纖陀螺精度的提高有著至關(guān)重要的作用。本文所研究的光學(xué)低相干偏振檢測(cè)儀可以對(duì)光纖陀螺中的保偏光纖環(huán)的偏振耦合點(diǎn)位置和耦合強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試；對(duì)保偏耦合器和Y波導(dǎo)的消光比進(jìn)行測(cè)試。這對(duì)于光纖陀螺器件的選擇有著指引作用。本文從白光干涉的原理進(jìn)行分析，基于邁克爾遜

2、白光干涉儀的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)光學(xué)低相干偏振檢測(cè)儀，對(duì)測(cè)試光路進(jìn)行理論建模分析，并對(duì)保偏光纖環(huán)，保偏耦合器和Y波導(dǎo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)證明了光學(xué)低相干偏振檢測(cè)儀的有效性，具體研究?jī)?nèi)容為：
　　 1本文基于白光干涉法的偏振耦合檢測(cè)是利用邁克爾遜干涉儀補(bǔ)償由于保偏光纖中耦合點(diǎn)導(dǎo)致的偏振主軸光波與耦合軸光波而產(chǎn)生的光程差。從而發(fā)生干涉，通過(guò)產(chǎn)生的干涉條紋分析保偏光纖中發(fā)生耦合點(diǎn)位置及該點(diǎn)耦合的強(qiáng)度?；诃偹咕仃?yán)碚摯罱ò坠飧缮娴墓饴窋?shù)學(xué)模型。<

3、br>　　 2構(gòu)建光學(xué)低相干偏振檢測(cè)系統(tǒng)方案，搭建實(shí)驗(yàn)方案平臺(tái)。對(duì)構(gòu)成系統(tǒng)中的器件的性能進(jìn)行分析，并且搭建了這些關(guān)鍵器件性能測(cè)試的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)器件的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，區(qū)別了膜片型保偏耦合器，熔融拉錐保偏耦合器和偏振分束器的不同性能，有利于器件的選擇。對(duì)比了不同光源的特點(diǎn)，選擇SLD寬譜光源。分別對(duì)OCDP的光路部分和整體的性能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試得到的干涉圖樣的動(dòng)態(tài)范圍為84dB，偏振靈敏度達(dá)到-84dB，觀察出兩個(gè)耦合點(diǎn)及各自的中心位置及

4、干涉包絡(luò)，測(cè)試判斷的兩個(gè)耦合點(diǎn)位置，得到分辨率為5cm以內(nèi)。
　　 3光纖陀螺中保偏光纖環(huán)的對(duì)稱性對(duì)于光纖陀螺的整體性能有著很重要的意義，所以測(cè)試保偏光纖環(huán)性能的同時(shí)必須要保證光纖環(huán)的對(duì)稱性。為了使得在光學(xué)低相干偏振檢測(cè)系統(tǒng)中無(wú)需焊接的測(cè)試，本文所設(shè)計(jì)了一套用于光學(xué)相干域偏振檢測(cè)系統(tǒng)的對(duì)軸系統(tǒng)，在OCDP中添加保偏光纖對(duì)軸機(jī)構(gòu)和光強(qiáng)探測(cè)計(jì)，并且提出了一個(gè)可以使待測(cè)光器件(保偏光纖環(huán))與偏振耦合測(cè)試系統(tǒng)獨(dú)立分開(kāi)的方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

5、了利用光強(qiáng)變化確定角度對(duì)準(zhǔn)情況的方法的有效性，對(duì)軸角度精度1°。
　　 4本系統(tǒng)除了用于保偏光纖環(huán)的耦合性能檢測(cè)還可以用于光纖陀螺中其它器件的消光比測(cè)試，基于瓊斯矩陣建立測(cè)試Y波導(dǎo)，保偏耦合器的數(shù)學(xué)模型。對(duì)其器件的偏振耦合特性進(jìn)行理論研究。同時(shí)利用OCDP的檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)Y波導(dǎo)，保偏耦合器的消光比進(jìn)行測(cè)試，保偏耦合器的消光比為22.6dB，測(cè)試的數(shù)據(jù)與理論誤差基本相符。對(duì)在測(cè)試系統(tǒng)中出現(xiàn)的二次相干峰進(jìn)行研究，利用光源光譜特性與相干函